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Gerät zur Entnahme von Blutproben aus dem Blutkreislauf oder/und zur
Zuführung von flüssigen Substanzen, wie Drogen od. dgl., in den Blutkreislauf eines
lebenden Tieres Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Entnahme von Blutproben aus
dem Blutkreislauf oder/und zur Zuführung von flüssigen Substanzen, wie Drogen od.
dgl., in den Blutkreis eines lebenden Versuchstieres mittels Saug- bzw. Druckpumpen,
die über eine an ihrem einen Ende durch eine Sperrflüssigkeit aus einer Salzlösung
abgeschlossene Verbindungsleitung und über einen in dem Versuchstier implantierten
Katheter mit dem Blutkreislauf des Tieres in Verbindung stehen, wobei zum Zwecke
einer zeitlich gezielten Blutentnahme eine elektromagnetische Steuereinrichtung
vorgesehen ist.
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Bei bekannten Geräten dieser Art war es nicht möglich, in zuverlässig
kontrollierbarer, der Umgebung gegenüber völlig abgeschlossener, aseptischer Weise
trotz Vorhandenseins der Sperrflüssigkeit mittels einer Pumpe oder Spritze Blutproben
aus der Tube zu entnehmen, geschweige denn, derartige Blutprobenentnahmen selbsttätig
und gegebenenfalls ferngesteuert auch dann durchzuführen, wenn sich das Versuchstier
räumlich entfernt von. dem Experimentator, beispielsweise in einem Raumfahrzeug
od. dgl., befindet.
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Durch die Erfindung wird ein Gerät angegeben, das die vorerwähnten
Möglichkeiten bietet und es insbesondere ermöglicht, daß man ohne irgendwelche von
Menschenhand durchzuführende Eingriffe am Versuchstier während oder nach der Injektion
von Drogen bzw. Medikamenten in den Kreislauf des Versuchstieres Meßdaten über einen
längeren Zeitraum erhalten kann, die sich nicht nur auf den Blutdruck, sondern auch
auf die Beschaffenheit des Blutes selbst beziehen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe, ein Gerät anzugeben, welches die
vorerwähnten Möglichkeiten bietet, dadurch gelöst, daß bei einem Gerät der eingangs
gekennzeichneten Art die vom Katheter zu den Entnahme- bzw. Zuführungspumpen führende,
mit Sperrflüssigkeit aufgefüllte Verbindungsleitung jenseits ihrer Anschlußpunkte
an die Pumpen in einer Y-förmigen Leitungsverzweigung endet, deren beide Zweige
durch die großvolumigen Kammern zweier Kolbenpumpen abgeschlossen sind, von denen
die eine als elektromagnetisch betätigbare Saugpumpe ausgebildet ist, die vor jeder
Betätigung einer der Entnahmepumpen durch die Steuereinrichtung automatisch in Betrieb
gesetzt wird und durch Ansaugen der Sperrflüssigkeit den Flüssigkeitsspiegel des
Blutes innerhalb der Verbindungsleitung mindestens bis zur Höhe des der Verzweigungsleitung
am nächsten liegenden Anschlußpunktes einer Entnahme- oder Zuführungspumpe anhebt,
und von denen die andere Pumpe als elektromagnetisch betätigbare Druckpumpe ausgebildet
ist, die nach jeder Betätigung einer Entnahmepumpe durch die Steuereinrichtung automatisch
in Betrieb gesetzt wird und durch Verdrängung der Sperrflüssigkeit den Flüssigkeitsspiegel
des Blutes innerhalb der Verbindungsleitung wieder auf den ursprünglichen Stand
absenkt, der mindestens unterhalb der Höhe des von der Verzweigungsleitung am weitesten
entfernt liegenden Anschlußpunktes @ciner Entnahme- oder Zuführungspumpe liegt.
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Eine zweckmäßige Bauform des erfindungsgemäß ausgebildeten Gerätes
wird erzielt, wenn die den Abschluß der Verbindungsleitung bildende Y-förmige Leitungsverzweigung
aus einem starren Rohrsystem besteht, dessen über die Anschlußleitung an den Katheter
angeschlossenes Rohrstück mit über seine ganze Länge verteilten, die Rohrwand durchsetzenden
Bohrungen versehen ist, die zur Aufnahme und Befestigung der Saug- oder Druckpumpen
für die Entnahme des Blutes bzw. die Zuführung der flüssigen Substanzen bestimmt
sind.
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Um mit dem Gerät, insbesondere vor und nach der Injektion von Drogen,
den Blutdruck des Versuchstieres überwachen zu können, wird ein Blutdruckmesser
vorgesehen,
der an die Sperrflüssigkeit in der Verbindungsleitung angeschlossen ist.
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Der selbsttätige Ablauf der von dem Gerät durchgeführten Arbeitsvorgänge
kann in zweckmäßiger Weise durch den Blutdruckmesser oder durch einen Empfänger
für drahtlos übermittelte Steuersignale ausgeführt werden.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung, die das mit einem intubierten Versuchstier
verbundene Gerät nach der Erfindung zur automatischen Entnahme von Blutproben aus
dem Tier entsprechend einem vorher aufgestellten Programm sowie Mittel zum Abändern
dieses Programms beim Eintreten besonderer Ereignisse veranschaulicht, und F i g.
2 eine vergrößerte Ansicht eines vertikalen Querschnittes durch Teile des Geräts.
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Der nachstehend verwendete Ausdruck »Tier« bezieht sich auf ein Versuchstier,
wie beispielsweise eine Ratte, ein Meerschweinchen, einen Hund, einen Affen, ein
Schaf, Pferd od. dgl., das in bekannter Weise, jedoch nicht unbedingt in der Aorta,
intubiert ist.
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Der nachstehend verwendete Ausdruck »Fahrzeug« bezieht sich auf ein
vom Experimentator fernes Gewahrsam, das eine Tretmühle, ein Gravitationsbeschleuniger,
eine Tauchkugel, ein Raumfahrzeug od. dgl. sein kann.
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Abgesehen von der automatischen Entnahme von Blutproben nach einem
vorher aufgestellten Programm ermöglicht die Erfindung auch die Entnahme besonderer
Blutproben beim Eintreten besonderer Ereignisse. Beispielsweise kann eine Elektrode
eines Elektro-Encephalographen in das Gehirn des Tieres eingesetzt werden, können
Elektroden eines Elektro-Kardiographen an oder unter der Haut des Tieres befestigt
und kann ein Druckgeber zur steten Messung des Blutdruckes mit dem Blutprobenentnahmesystem
verbunden werden.
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Jeder dieser elektronischen überwachungsvorrichtungen können Mittel
zugeordnet werden, die beim Ermitteln von vorher festgelegten Bedingungen durch
eine oder mehrere der überwachungsvorrichtungen dieDurchführungbesondererBlutuntersuchungen
auslösen. Ein zusätzlicher Teil des Gerätes kann einen Radioempfänger enthalten
für den Empfang von Signalen aus einer entfernten Station, die in Ausführung von
durch diese Radioanlage gesendeten Instraktionen das Abändern des vorher aufgestellten
; Programms ermöglichen. Das Gerät kann eine ständig wirksame Zeitmarkierungsvorrichtung
enthalten, die die Zeit anzeigt, zu der eine Probe entnommen wurde, so daß jede
Probe später identifiziert werden kann.
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Neben der Blutprobenentnahme ermöglicht die Erfindung das Injizieren
von Substanzen, wie beispielsweise Nahrung, Arznei, Farbstoffen oder Chemikalien,
durch den in dem Tier implantierten Katheter.
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Die Erfindung wird in bezug auf die Blutprobenentnahme aus einem sich
in einem der genannten Fahrzeuge befindenden Tier beschrieben, wobei sich das Experiment
über einen Zeitraum von beispielsweise ungefähr 5 Tagen erstreckt.
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Ein Beispiel eines vorher aufgestellten Programms, das zur Entnahme
von Proben des Tierblutes aufgestellt werden kann, könnte mit der Startzeit to des
Fahrzeuges in Bezug gebracht werden. So kann die erste Probe bei to minus 10 Minuten
entnommen werden. Weitere Proben könnten beispielsweise 2 Minuten von to, to plus
5 Sekunden, t, plus 20 Sekunden, 5 Minuten nach to, 12 Minuten nach to entnommen
werden, wobei weitere Proben 1, 2, 3, 4 bzw. 5 Tage nach tü entnommen werden.
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Nach entsprechendem Training und vorbereitender Einstellung des Tieres
werden die notwendigen einleitenden chirurgischen Eingriffe an ihm vorgenommen.
Zu den chirurgischen Eingriffen gehört das Einsetzen einer Polyäthylen- oder sonstigen
biegsamen Kunststoffröhre geeigneten Kalibers in die Bauchaorta oder ein anderes
Blutgefäß, wobei die Röhre zunächst mit heparinisierter physiologischer Kochsalzlösung
gefüllt und das äußere Ende durch Wärme verschlossen wird. Das verschlossene Ende
der Röhre wird in bekannter Weise an der Rückenbasis des Genicks des Tieres oder
an irgendeiner anderen geeigneten Stelle herausgeführt. Zu weiteren chirurgischen
Eingriffen kann das Einführen einer Elektrode in das Gehirn des Tieres oder an Elektroden
in oder unter die Haut des Tieres gehören. Nach dem postoperativen Heilungszeitraum
werden die vorbereitende Einstellung und das Training fortgesetzt.
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An dem Tage, da das Experiment beginnt, wird das Tier in das Fahrzeug
gesetzt und an die verschiedenen Instrumente angeschlossen. Die Gehirnelektroden,
sofern vorhanden, werden mit dem Elektro-Encephalographen gekoppelt, und, sofern
vorhanden, werden die Hautelektroden in bekannter Weise mit dem Elektro-Kardiographen
gekoppelt zwecks Erzielung einer Aufzeichnung der elektrischen Gehirnwellen und
Herzpotentiale des Tieres.
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Die Zeichnung, insbesondere F i g. 1, zeigt ein Tier 10, an dessen
Genick ein Aorta-Tubus 11 heraustritt. Eine beispielsweise aus rostfreiem Stahl
gefertigte Y-förmige Leitungsverzweigung 12 hat eine kleinkalibrige Hauptbohrung
13 in -ihrem Mittelteil und in ihren Verzweigungsarmen miteinander in Verbindung
stehende Abzweigungshauptbohrungen 14 und 15. Das untere Ende des Mittelteils ist
zur Aufnahme des implantierten Katheters 11 mit einem geeigneten Anschlußstutzen
16 versehen. Zur Schaffung von Verbindungsmitteln für eine Vielzahl von Blutentnahmepumpen
13 ist eine Vielzahl von spiralartig angeordneten Paßstücken oder Nippeln durch
Verschraubung auf dem Mittelteil der Leitungsverzweigung 12 angeordnet.
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Eine Druckpumpe 20 von großem Fassungsvermögen für die Zufuhr der
aus einer Salzlösung bestehenden Sperrflüssigkeit ist mit einem Paßstück 21 am Auslaß
der Abzweigungshauptbohrung 14 verbunden. In gleicher Weise ist eine Saugpumpe 22
mit großem Inhalt zum Auffangen ungenutzter Flüssigkeit mit einem Paßstück 23 am
Auslaß der Abzweigungshauptbohrung 15 verbunden. Eine mit der Bohrung 15 in Verbindung
stehende, sich radial erstrekkende seitliche Bohrung 24 endet an der Außenseite
des Armes der Leitungsverzweigung 12 in einem Paßstück 25, mit dem ein an sich bekanntes
Blutdruckmeßgerät oder Druckgeber 26 verbunden ist.
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Vor dem Abschneiden des Verschlusses am Ende des aus dem Tier heraustretenden
Katheters zu seiner Befestigung an dem Verbindungsstutzen 16 werden die Hauptbohrungen
13 und die Abzweigungshauptbohrungen 14 und 15 mit heparinisierter physiologischer
Kochsalzlösung gefüllt. _Zur Verhinderung des Gerinnens an der Berührungsfläche
der Lösung
mit dem Tierblut enthält die physiologische Kochsalzlösung
ein Antikoagulat für Blut. Die Salzlösung wirkt in bekannter Weise als Sperrflüssigkeit
und hält das Tierblut so lange in seinem Kreislaufsystem, bis eine Probe verlangt
wird. Die Salzlösung bildet außerdem ein Übertragungsdruckmittel für die Blutdruckpulsierungen
im Tierblutkreislauf auf den Druckgeber 26 zwecks direkter Messung des Blutdruckes.
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F i g. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht einiger der Blut entnehmenden
oder Substanzen injizierenden Pumpen, deren Anzahl beispielsweise 56 betragen kann
und die sämtlich durch das Gruppenbezugszeichen 18 bezeichnet werden. Die obere
Pumpengruppe 18 a bis 18 dd kann zur Blutentnahme und die untere Gruppe,
wie beispielsweise 18zz, kann zum Injizieren von Nahrung, Arznei, Farbstoffen und
sonstigen Chemikalien in die Blutbahn verwendet werden. Mit Ausnahme ihrer Betätigungselektromagneten
sind die Spritzen 18 in übereinstimmender Weise gebaut. Sie können in an sich bekannter
Weise aus einem Glaskörper 27 und einem Glaskolben 28 bestehen. Eine Metallzwinge
29 ist auf die Spitze 30 des Körpers 27 aufgeschrumpft. Die Zwinge 29 ist in das
Auslaßende 31 des Paßstückes 17 eingeschraubt.
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Das Paßstück 17 ist mit einem Ventilgehäuse 32 zur Aufnahme eines
Kugelventils 33 versehen, und die Öffnung 34 ist zur Bildung eines Sitzes 35 für
das Kugelventil 33 aufgerieben. Der Kolben 28 ist mit einer axialen Bohrung 36 für
die Aufnahme einer aus nichtmagnetisierbarem Material, wie beispielsweise Kupfer
oder einem Kunstharzkunststoff, gefertigten Ventilstange 37 versehen. Der Kolben
28 ist außerdem mit einem sich axial erstreckenden Rohr 28 versehen, das einen Einsatz
aus magnetisierbarem Metall besitzt, der als Anker des Elektromagneten 39 oder 39
a arbeitet. Die Ventilstange 37 geht gleitend durch das Rohr 38 hindurch und endet
in einer magnetisierbaren Stange 40, die als Anker des Elektromagneten 41 wirkt.
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Alle Elektromagneten 41 sind in gleicher Weise gewickelt und bewegen
bei ihrer Einschaltung das Kugelventil 33 von seinem Sitz 35. Zur Verhinderung des
Schließens des Durchgangs durch das Paßstück 17 sind (nicht dargestellte) Anschläge
vorgesehen. Eine zwischen dem Elektromagneten 41 und der Ventilstange 37 eingesetzte
Feder 42 drückt das Kugelventil gegen seinen Sitz 35, so daß bei stromlosem Elektromagneten
41 das Ventil geschlossen ist.
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Die Elektromagneten 39 für die Blutentnahmesaugpumpen 18
a bis 18 dd sind in übereinstimmender Weise gewickelt und ziehen bei ihrer
Einschaltung die Kolben 28 zwecks Blutentnahme heraus.
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Alle Elektromagneten 39 a für die Substanz injizierenden Pumpen, wie
beispielsweise 18zz, sind in übereinstimmender Weise gewickelt und drücken bei ihrer
Einschaltung den Kolben zum Herauspressen der Substanz aus der Pumpe nach innen.
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Die Pumpen 20 und 22 haben ein Volumen, das gleich einem Vielfachen
der Summe der Volumina aller Pumpen 18 ist. Der Einfachheit halber ist dieser Unterschied
im Volumen in F i g. 1 nicht angegeben. Die Paßstücke 23 und 21 haben kein Ventilgehäuse,
und für diese Pumpen ist kein Ventil dargestellt. Die Pumpen 20 und
22 sind gleich, und jede hat einen Körper 44, auf dessen Ende je ein Bund
45 aufgeschrumpft ist, der jeweils in ein Paßstück 23 und 21 eingeschraubt ist.
Der Kolben für die Pumpe 20 ist, wie der Kolben 46 für die Pumpe 22, mit
einer schrittweise wirkenden Verstellvorrichtung versehen, zu der beispielsweise
ein am Ende des Kolbens angebrachter axial herausragender Rastenkörper 47 und eine
um ihren Mittelpunkt schwenkbar gelagerte Sperrklinke 48 gehören können, deren eines
Ende in die Zähme des Rastenkörpers 47 eingreift und deren anderes Ende mit dem
Anker 49 eines Elektromagneten 50 verbunden ist. Wenn dieser erregt wird, werden
die Zähne des Körpers 47 in eine solche Lage gebracht, daß die Klinke
48 den Kolben der Pumpe 20 um einen Schritt oder um eine Teilung (nach
innen) bewegt, um Flüssigkeit aus der Pumpe herauszudrükken. Eine Feder 51 führt
die Klinke 48 zurück, um sie beim Stromloswerden des Elektromagneten 50 mit dem
nächsten Zahn des Rastenkörpers 47 in Eingriff zu bringen.
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Der Kolben 46 der Pumpe 22 kann in gleicher Weise mit einem Rastenkörper
52 versehen sein. Eine Klinke 53 ist an einem Ende schwenkbar angeordnet, und ihr
anderes Ende steht mit dem Rastenkörper 52 im Eingriff. Der Anker 55 eines Elektromagneten
54 ist mit dem Mittelpunkt der Klinke 53 verbunden. Bei eingeschaltetem Elektromagneten
54 bewegt die Klinke 53 den Kolben 46 um einen Schritt oder eine Teilung nach außen,
um Flüssigkeit in die Pumpe einzusaugen, und eine Feder 56 führt die Klinke 53 zum
nächsten Zahn des Rastenkörpers 52 zurück.
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Zur Entnahme einer Blutprobe wird der Elektromagnet 54 erregt, um
die Sperrflüssigkeit aus dem Katheter 11 und dem Schenkel der Leitungsverzweigung
herauszuziehen, wobei so das Blut des Tieres zum Einfließen in den Schenkel der
Leitungsverzweigung bis zu einer Höhe oberhalb des obersten der Paßstücke 17 gebracht
wird. Der Elektromagnet 41 wird dann zum öffnen und zum Offenhalten des Kugelventils
33 erregt. Als nächstes folgt das Einschalten des Elektromagneten 39 zum Herausziehen
des Kolbens 28 zwecks Ansaugens von Tierblut in eine der Pumpen der Gruppe 18
a bis 18 dd. Dann wird der Elektromagnet 41 ausgeschaltet, und die Feder
42 bewegt das Kugelventil 33 in seine Schließstellung. Schließlich wird der Elektromagnet
50 zum Herauspressen eines frischen Vorrats an Sperrflüssigkeit in die Hauptbohrung
13 und in den an sie angeschlossenen Katheter 11 hinein eingeschaltet, indem so
das Gerät von Blut frei gemacht und das Blut des Tieres in sein Gefäßsystem zurückgeführt
wird.
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Die elektronischen Mittel zur Durchführung der beschriebenen Vorgangsfolge
können verschiedene Formen haben, und dies gilt auch für die Ausrüstung zur Herstellung
eines Programms, das die Möglichkeit seiner Änderung beim Eintreten besonderer Ereignisse
zuläßt. Die Konstruktion einer solchen Ausrüstung ist jedem Fachmann geläufig.
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In F i g. 1. wird eine Gruppe von Bauteilen zur Ausführung der Erfindung
gezeigt, jedoch ist die Erfindung in keiner Weise auf die Verwendung dieser speziellen
Bauteile beschränkt.
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Die Bezugsziffer 60 bedeutet einen Abfühlkopf für einen Lochstreifen
bekannter Bauart, der als »Folgesteuereinheit« 61 bezeichnet wird. Der Streifen
62 ist ein endloses Band, von dem ein Punkt, beispielsweise in 5 bis 8 Sekunden
einmal an dem Fühlkopf vorbeigeht, was die Zeitlänge bedeutet, die zum Entleeren
der Sperrflüssigkeit, zum Bereitstellen des Tierblutes an den Blutentnahmepumpen,
zum Entnehmen einer Blutprobe und zum erneuten Aufbauen des Sperrflüssigkeitsspiegels
erforderlich ist.
Der Fühlkopf 60 kann bei dem nachstehend beschriebenen
einfachen Ausführungsbeispiel sechs Fühlelemente oder Fühler zur Einleitung der
Ereignisfolge zum Prüfen des Blutes haben.
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Die Bezugsziffer 65 bedeutet den Fühlkopf eines zweiten Lochstreifenfühlers,
der als »Programmsteuereinheit« 66 bezeichnet wird. In diesem Falle wird der Fühler
von einem Uhrwerk angetrieben, und in den Lochstreifen ist beispielsweise ein Programm
für ein 5-Tage-Experiment eingeschrieben. Der Fühlkopf 65 hat in dem zur Veranschaulichung
der Erfindung benutzten Beispiel nur einen Fühler.
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Die Bezugsziffer 68 bezeichnet den Lochkopf einer Lochvorrichtung,
die als »Aufzeichner« 69 bezeichnet wird. Der Aufzeichner 68 locht das Band 67,
das sowohl für die Programmsteuereinheit 66 als auch für den Aufzeichner 69 dient,
wobei das Band von einem Uhrwerksmotor angetrieben wird, der außerdem Zeitmarkierungen
auf das Band 67 druckt. Jedesmal, wenn die Folgesteuereinheit 61 arbeitet, stanzt
der Aufzeichner 69 das Band 67.
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Während der Fühlkopf 65 als der Fühlkopf einer Programmsteuereinheit
66 bezeichnet wurde, ist dieser Abschnitt des Gesamtprogramms der Abschnitt, der
vor Beginn des Experimentes aufgestellt wird. Er ist ein Teil des Gesamtprogramms
des Experimentes, um neben dem vorher aufgestellten Abschnitt des Experimentes Blutproben
entnehmen zu können. Dazu -ist eine Steuereinheit 72 vorgesehen, und alle Ausgangssignale
des Gesamtprogramms werden in diese Einheit geleitet. Ein Elektro-Kardiograph 73,
ein Elektro--Encephalograph 74, ein Radioempfänger 75 sowie auch der Blutdruckgeber
26 stellen die Instrumente dar, die für die besondere Blutprüfung in Übereinstimmung
mit dem Gesamtprogramm verwendet werden.
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Die Signale aus den Fühlköpfen 65 und 60 des Programmband- bzw. Folgebandablesers
zusammen mit den Ausgangssignalen des Druckgebers 26, des Elektro-Kardiographen
73, des Elektro-Encephalog o, aphen 74 und des Radioem fängers 75 oder einer
r p solche Fernsteuerung aufnehmenden Einrichtung werden alle in die Steuereinheit
72 geleitet. Die Steuereinheit 72 kann die Form eines Stromkreises mit mehreren
Relais haben zusammen mit solchen Verstärkungs-, Lenkungs-, Koordinierungs- und
dergleichen Schaltungseinrichtungen, die alle dem Konstrukteur auf dem Gebiet der
Elektrik und Elektronik geläufige Konstruktionen und Techniken aufweisen und deren
Zuordnung zur Steuereinheit zur Schaffung der Steuerung und Lenkung von Spannungen
zu den verschiedenen abhängigen Vorrichtungen des Systems, wie beispielsweise den
den verschiedenen Pumpen zugeordneten Elektromagneten, erwünscht sein kann. Beispielsweise
kann die Steuereinheit 72 mit einer Vielzahl von Relais versehen sein, deren Kontakte
in bekannter Weise zur Ausführung der nachfolgenden Funktionen in Erregerkreise
eingebaut sind: Einschalten des Motors der Folgesteuerein'heit, der das Band 62
für die Folgesteuereinheit in Auswirkung der Feststellung eines Stanzloches im Leitprogrammband
67 antreibt; Einschalten der Elektromagneten 54, 50 und der Elektromagneten 41 und
39, die den durch die Bezugsziffer 18 als eine Gruppe bezeichneten verschiedenen
Pumpen zugeordnet sind, in Auswirkung der Stanzlöcher in ausgewählten Spalten des
Bandes 62 für die Folgesteuereinheit in einer durch die räumliche Anordnung der
Stanzlöcher bestimmten Reihenfolge; schrittweises Betätigen einer Einstelleinrichtung
78 zum Zuführen der zeitbezogenen, vom Band 62 für die Folgesteuereimheit abgeleiteten
Ausgangssignale zu den der zum Entnehmen einer ausgewählten Probe zu steuernden
Pumpe der Pumpengruppe 18 zugeordneten Elektromagneten 41, 39; Betätigen des Stanzmechanismus
69 in gewählter Zeitbeziehung zu der Feststellung von Stanzlöchern im Programmband
67, um anzuzeigen, daß die Steuereinheit 72 auf das Verlangen des Programmbandes
oder einer sonstigen Steuereinrichtung zur Entnahme einer Probe angesprochen hat;
Aufheben der Fähigkeit der Steuereinheit 72 zum Ansprechen auf ein Kommando aus
ddm Programmband 67 zum Entnehmen einer Probe während des Zeitraumes, da die Steuereinheit
auf Kommandos aus anderen Quellen zum Entnehmen einer Probe, wie beispielsweise
den Vorrichtungen 73, 74 und 26 angesprochen hat, so daß die Steuereinheit während
eines einzigen Probeentnahmezeitraumes nur auf das Kommando irgendeiner der später
genannten Vorrichtungen anspricht; Erregen eines Modulators od. dgl., der gewünschtenfalls
einem Sender 79 zugeordnet ist, um dem vom Sender gesendeten Signal eine Information
einzuschreiben, die die von den überwachungsvorrichtungen 73, 74 und 26 überwachten
Bedingungen wiedergibt; und Betätigen der Elektromagneten für beliebige andere,
von dem System auszuführende untergeordnete Funktionen.
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Bei der beispielsweise gezeigten, bevorzugten Ausführungsform ist
zwischen der Steuereinheit 72 und den mit ihr gekoppelten, abhängigen Elektromagneten
39, 41 der Einstellmechanismus 78 eingesetzt, der zum Schalten der Ausgangssignale
aus der für die Elektromagnete 39, 41 bestimmten Steuereinheit 72 auf den der besonderen,
für eine gegebene Probenentnahme zu betätigenden Pumpe zugeordneten Elektromagneten
dient. Ein solcher Einstellmechanismus kann die Form eines elektromagnetbetätigten,
vielpoligen Stufenschalters haben, der beispielsweise ein Paar isolierte Scheiben
besitzt mit um ihren Umfang herum verteilt liegenden Kontaktanschlüssen und je einem
zentral angebrachten schwenkbaren Arm, der sich von dem Elektromagneten um die Achse
der Scheiben von Kontakt zu Kontakt verstellen läßt, wobei die den beiden Kontaktscheiben
zugeordnete Arme mit den beiden Ausgangsleitungen der das Signal für die Elektromagneten
39, 41 liefernden Steuereinheit verbunden sind. Selbstverständlich können auch auf
bestimmte Signalausgänge aus der Steuereinheit 72 ansprechende elektronische Schaltmittel
zum Schalten der Steuersignale auf die untergeordneten Spulen 39 und 41 verwendet
werden.
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Nachstehend wird ein typisches, mit dem erfindungsgemäßen Gerät durchführbares
Experiment beschrieben.
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Die Programmsteuerdnheit 66, deren Lochstreifen 67 für Zeitintervalle
zur Entnahme von Blut in bestimmten Abständen gelocht ist, wird in Betrieb gesetzt,
wenn das Tier in das Fahrzeug gesetzt und mit den verschiedenen Instrumenten verbunden
worden ist. Das erste Loch im Programmlochstreifen 67
wird 10 Minuten
vor der Zeit to am Fühlkopf 65 ankommen. Das Signal geht vom Fühlkopf 65 zur Steuereinheit
72, wo es Relaiskontakte zum Anlaufen des den Lochstreifen 62 für die Folgesteuereinheit
antreibenden Motors und außerdem Kontakte schließt, die bewirken, daß der Stanzkopf
68 des Aufzeichners 69 den Streifen 67 locht und damit die Entnahmezeit einer Blutprobe
aufzeichnet. Das erste Loch des Folgesteuerstreifens 62 wird durch den Fühlstift
für die erste Spalte des Streifens erfühlt und sendet über die Leitung 80 ein Signal
in die Steuereinheit 72 zum Erregen eines Relais, dessen Kontakte den Erregerkreis
des Elektromagneten 54 schließen, der darauf den Kolben 46 um eine kurze Strecke
zum Herausziehen der Sperrflüssigkeit zurückzieht.
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Das Loch in der zweiten Spalte des Folgesteuerstreifens 62 kommt am
zweiten Fühlstift im Fühlkopf 60 an und sendet einen Impuls in die Steuereinheit
72 zum Erregen eines weiteren Relais, dessen Kontakte Spannung an einen der Eingangsanschlüsse
der Einstellvorrichtung 78 und folglich über den Schaltarm der Einstellvorrichtung
und die Leitung 81 an den Elektromagneten 41 anlegen zum Zurückziehen des Kugelventils
33.
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Das nächste Loch im Folgesteuerstreifen 62 wird von einem dritten
Fühlstift abgefühlt, und der an die Steuereinheit 72 angelegte Impuls schließt Relaiskontakte
in einem den zweiten Anschluß der Einstellvorrichtung 78, den Schaltarm der Einstellvorrichtung
und die Leitung 83 enthaltenden Kreis zum Erregen des Elektromagneten 39, der den
Kolben 38 zurückzieht und eine Tierblutprobe abzapft.
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Das Relais oder ein anderes mechanisches oder elektronisches, den
Elektromagneten 41 steuerndes Mittel besitzt geeignete Mittel zum Geschlossenhalten
des Relaiskontaktes für ein vorgewähltes Intervall ausreichender Dauer, um den Elektromagneten
41 so lange erregt zu halten, bis der Kolben 28 genügend Zeit zum Abzapfen seiner
Probe hatte, und dann den Elektromagneten 41 stromlos zu machen, worauf die Feder
42 das Kugelventil 33 in seine geschlossene Stellung drückt.
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Das nächste Loch im Folgesteuerstreifen 62 wird von einem vierten
Fühlstift abgefühlt, und der entstehende Impuls betätigt ein Relais in der Steuereinheit
72 zum Anlegen von Spannung an den Elektromagneten 50 zwecks Herauspressens eines
frischen Vorrats an Sperrflüssigkeit in die Rohrverzweigung 12 hinein und zum Zurückdrücken
des Tierblutes in die Aorta.
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Das nächste Loch im Folgesteuerstreifen 62 wird von einem fünften
Fühlstift abgefühlt, und der entstehende Impuls betätigt ein Relais in der Steuereinheit
72 zum Erregen des Elektromagneten in der Einstellvorrichtung 78, die den zweipoligen
Anker der Einstellvorrichtung um eine Einkerbung dreht, so daß beim nächstfolgenden
Arbeiten der Folgesteuereinrichtung 61 die Blutprobenpumpe 18 b das Blut entnimmt.
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Das letzte Loch im Streifen 62 der Folgesteuereinrichtung wird vom
sechsten Fühlstift im Fühlkopf 60 abgefühlt zwecks Anlegens eines Impulses an die
Steuereinheit 72 zum Stromlosmachen des Relaisschalters, der den Motor der Folgesteuereinheit
61 hatte anlaufen lassen.
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Das nächste Loch im Streifen 67 für die Programmsteuereinheit kommt
am Fühlstift des Fühlkopfes 65 2 Minuten vor der Zeit to und in einer der bereits
beschriebenen ähnlichen Weise an, der Motor der Folgesteuereinheit läuft an, der
erste Fühlstift der Folgesteuereinheit veranlaßt das Zurückziehen der Sperrflüssigkeit,
der zweite veranlaßt den Elektromagneten 41 der Pumpe 18 b zum Öffnen des Ventils
33, der dritte Fühlstift erregt den Elektromagneten 39 der Pumpe 18 b zur Entnahme
einer Probe, der vierte erregt den Elektromagneten 50 zum Herausdrücken eines frischen
Vorrats an Sperrflüssigkeit aus der Pumpe 20, der fünfte betätigt den Elektromagneten
der Einstellvorrichtung 78, um zu bewirken, daß der Anker sich um eine weitere Einkerbung
dreht, so daß beim nächsten Arbeiten der Folgesteuereinheit 61 eine Probe durch
die Pumpe 18c entnommen wird, und der sechste Fühlstift hält den Motor der Folgesteuereinheit
an. Weitere Proben können bei to plus 5 Sekunden, to plus 20 Sekunden, to plus 60
Sekunden, to plus 6 Stunden, to plus 12 Stunden, to plus 1, 2, 3, 4 bzw. 5 Tage
genommen werden.
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Wenn ferner das Tier sehr erregt oder komatös werden sollte, so senden
auf den Elektro-Encephalographen 74 ansprechende Signalmittel bekannter Bauart einen
Impuls in die Steuereinheit 72 zum Einschalten der Folgesteuereinheit 61, um zu
veranlassen, daß eine besondere Blutprobe entnommen und ihre Entnahmezeit aufgezeichnet
wird. Die Signalmittel sind so gebaut, daß normale EEG-Potentiale kein die Folgesteuereinheit
betätigendes Signal erzeugen, daß jedoch EEG-Potentiale oberhalb eines vorbestimmten
Wertes und solche unterhalb eines vorbestimmten Wertes ein Signal zum Einschalten
der Folgesteuereinheit erzeugen. In gleicher Weise bewirken übermäßige oder subnormale
Muskelpotentialschwankungen das Erzeugen eines die Folgesteuereinheit betätigendes
Signals durch den Elektro-Kardiographen 73. Übermäßiger oder subnormaler Blutdruck
kann über den Druckgeber 26 die Entnahme von Blutproben in gleicher Weise bewirken.
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Es können an der Folgesteuereinheit Impulse gleichzeitig ankommen.
Da das Relais im Kreis des Motors für die Folgesteuereinheit durch einen beliebigen
Impuls der verschiedenen Quellen erregt werden kann, stören zwei oder mehr Impulse
zur gleichen Zeit seinen Betrieb nicht.
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Der Betrieb des Elektro-Encephalographen, des Elektro-Kardiographen
und des Blutdruckgebers kann durch einen Radiosender 79 in bekannter Weise leicht
auf eine entfernte Station übertragen werden. Auch diese Instrumente könnten zwecks
Verhinderung übermäßiger Blutentnahme mit Schaltern versehen sein, die ihre Betätigung
der Folgesteuereinheit 61 nach jeder Betätigung derselben für gewünschte Zeiträume
unwirksam machen.
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Die Betätigungsfolge für die Injektionspumpen 18 ee bis 18 zz ist
ähnlich der für die Blutentnahmepumpen beschriebenen Betätigungsfolge. Der einzige
physikalische Unterschied liegt darin, daß die Injektionspumpen Elektromagneten
39 a haben, die in einer der Wirkungsrichtung der Elektromagneten 39 entgegengesetzten
Richtung arbeiten. Die Einstellvorrichtung 82 für die Injektionspumpen ist in ihrer
Arbeitsweise der Einstellvorrichtung ähnlich mit der Ausnahme, daß sie Gruppen von
Pumpen bedient, wobei jede Gruppe eine Pumpe für Drogen, Nahrung, Farbstoffe oder
Chemikalien hat. Deshalb enthält die
Einstellvorrichtung 82 mehrere
Elektromagnetstufenschalter.
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Die zu ihrer Übertragung über den eigentlichen Schalter in die Einstellvorrichtung
82 durch ein Relaissystem in der Steuereinheit 72 geleiteten Impulse der Folgesteuereinheit
61 erwirken die Folge, die die Injektion einer der genannten Substanzen in das Tierblut
verursacht. So veranlaßt der erste Fühlstift den Elektromagneten 54 zum Hochführen
der Sperrflüssigkeit, der zweite veranlaßt den Elektromagneten 41, beispielsweise
der Injektionspumpe lgzz, zum Zurückziehen des Kugelventils, der dritte Stift veranlaßt
den Elektromagneten 39 a, beispielsweise zum Injizieren von Nahrung in die Tierblutsäule,
worauf die Feder 42 das Kugelventil schließt, der vierte stellt die Sperrflüssigkeitsschranke
wieder her und drückt das die injizierte Nahrung enthaltende Blut in das reislaufsystem
des Tieres, der fünfte Stift bewirkt, daß der Schalter der Einstellvorrichtung sich
um eine Einkerbung dreht, so daß die nächste Nahrungsinjektion aus der nächsten
Nahrung enthaltenden Pumpe erfolgt. Der sechste Stift hält den Motor der Folgesteuereinheit
an. Der Programmsteuereinheit 66 kann ein zusätzlicher Fühlstift zugeordnet werden,
und in einer entsprechenden Spalte des Streifens 67. kann ein vorher aufgestelltes
Ernährungs-oder snstiges Injektionsprogramm eingestanzt werden. Auch der Radioempfänger
75 kann die Impulsquelle zum Bewirken des Speisens.sein.
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'- Über einen besonderen Kreis in der Steuereinheit 72 und der Einstellvorrichtung
82 können dem Tier Drogen, Farbstoffe und Chemikalien verabreicht werden, und die
Signalimpulsquelle für diesen Zweck kann gewünschtenfalls der Radioempfänger, der
Elektro-Kardiograph, der Druckgeber oder der Elektro-Encephalograph sein.
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Es ist selbstverständlich, daß eine angemessene Abstützung der Elektromagneten,
der Pumpen oder sonstigen Bestandteile vorgesehen ist und daß gegebenenfalls Maßnahmen
zur Stoßdämpfung des Geräts getroffen werden. Auch ist klar, daß das Tier 'zum Verhindern
seiner eigenen Verletzung und der Beschädigung des Geräts in seiner Bewegungsfreiheit
eingeschränkt ist.